Arduino Ethernet

O Arduino Ethernet é uma placa de microcontrolador baseado no ATmega328(datasheet). Ele tem 14 pinos de entrada/saída digital (dos quais 6 podem ser usados como saídas PWM), 6 entradas analógicas, um cristal oscilador de 16MHz, um conector RJ45, um conector de alimentação um conector ICSP e um botão de reset.

Um Módulo PoE para Arduino(Power over Ethernet) também pode ser adicionado à placa.

O Arduino Ethernet é diferente de outras placas pelo fato de não possuir um chip conversor de USB para serial, mas tem uma interface Ethernet Wiznet que é a mesma interface encontrada no Arduino Ethernet Shield 2.

Um leitor de cartões microSD embarcado, que pode ser utilizado para armazenar arquivos que podem ser acessados por network, está acessível através da biblioteca SD. O pino 10 é reservado para a interface Wiznet, e SS para o cartão SD está no pino 4.

Uma barra de 6 pinos pode ser conectada a um cabo FTDIou um conversor USB para serial para fornecer alimentação USB e comunicação com a placa.

Características

• Pinos Arduino reservados
  • 10 a 13 utilizados para SPI
  • 4 utilizado pelo cartão SD
  • 2 interruptor do W5100 (when em ponte)

Esquema e referência de Design

arquivo EAGLE: arduino-ethernet-reference-design.zip

Esquema: arduino-ethernet-schematic.pdf

Alimentação

A placa pode ser alimentada por uma fonte de alimentação externa, por um módulo PoE (Power over Ethernet) opcional ou utlizando um cabo USB ou conversor de USB para serial.

Alimentação externa (não USB) pode ser tanto de um adaptador CA para CC ou bateria. Há um conector para alimentação de 2,1mm com o positivo no centro. Cabos vindos de uma bateria podem ser inseridos diretamente nos pinos Gnd e Vin do conector de alimentação.

Esta placa pode funcionar com uma fonte de alimentação externa de 6 a 20 volts. No entanto se a alimentação for inferior a 7V, o pino 5V pode fornecer menos de cinco volts e a placa pode se mostrar instável. E se a aliemtação for maior do que 12V o regulador de voltagem pode superaquecer e danificar a placa. A faixa recomendada é de 7 a 12 volts.

Os pinos de alimentação são os seguintes:

• VIN.A entrada de alimentação para a placa Arduino quando se está utilizando uma fonte de alimentação externa. (em oposição à conexão USB ou outra fonte de aliemteção regulada). Você pode fornecer alimentação através deste pino, ou se estiver utilizando o conector de alimentação acessar esta voltagem aqui.
• 5V.A fonte de alimentação regulada usada para o microcontrolador e para outros componentes na placa. Pode vir tanto do VIN através do regulador embarcado ou da conexão USB ou outra fonte regulada em 5V.
• 3V3.Uma fonte de 3,3V gerada pelo regulador embarcado. A corrente máxima suportada é de 50mA.
• GND.Pinos terra.

O módulo PoE opcional é desenhado para extrair alimentação de um par trançado de Ethernet categoria 5:

• compatível com IEEE802.3af
• baixos ruído e ripple de saída (100mVpp)
• faixa de voltagem de alimentação de 36 a 57V
• proteção contra sobrecarga e curto circuitos
• saída de 9V
• alta eficiência em conversão CC/CC: típico de 75% a 50% da carga
• isolação de 1500V (entrada à saída)

nota: o módulo Power over Ethernet é hardware proprietário não fabricado pela Arduino. É um acessório feito por terceiros. Para mais informação veja o datasheet

Quando estiver utilizando o plug de alimentação, esta pode vir tanto de uma fonte CA/CC ou de uma bateria. O plug pode ser conectado a um macho de 2,1mm com o positivo no centro. Cabos vindos de uma bateria podem ser inseridos nos pinos GND e VIN do conector POWER.

Memória

O ATmega328 têm 32KB (dos quais 0,5 são utilizados pelo bootloader). Também tem 2KB de SRAM e 1KB de EEPROM (que pode ser lido ou gravado com a biblioteca EEPROM).

Entrada e Saída

Cada um dos 14 pinos digitais do Arduino Ethernet podem ser utilizados como uma entrada ou uma saída utilizando-se as funções pinMode(), digitalWrite(), e digitalRead(). Eles operam a 5V. Cada pino pode fornecer ou receber um máximo de 40mA e tem um resistor pull-up interno (desconectado por padrão) de 20-50kΩ. Além disso alguns pinos tem funções especializadas:

• Serial: 0 (RX) e 1 (TX).Usados para receber (RX) e transmitir (TX) dados seriais TTL. Estes pinos são conectados aos pinos correspondentes do chip serial USB-para-TL ATmega8U2.
• Interruptores Externos: 2 e 3.Estes pinos podem ser configurados para disparar uma interrupção de acordo com alguma variação sensível pelo circuito. Veja a função attachInterrupt()para mais detalhes.

• PWM: 3, 5, 6, 9, and 10.Fornecem saída PWM de 8-bits com a função analogWrite().
• SPI: 10 (SS), 11 (MOSI), 12 (MISO), 13 (SCK).Estes pinos dão suporte à comunicação SPI utilizando a biblioteca SPI.
• LED: 13.Há um led embarcado conectado ao pino 13. Quando o pino está em HIGH o LED está aceso, e quando está em LOW o LED está apagado.

O Uno tem 6 entradas analógicas, etiquetadas de A0 a A5, cada uma tem 10 bits de resolução (i.e. 1024 valores diferentes). Por padrão elas medem de 0 a 5V, embora seja possível alterar o limite superior utilizando o pino AREF e a função analogReference(). Adicionalmente alguns pinos têm uma função especializada:

• TWI: A4 (SDA) e A5 (SCL).Suporte à comunicação TWI utilizando a biblioteca Wire.

Também há alguns outros pinos na placa:

• AREF.Voltagem de referência para as entradas analógicas. Utilizado com a função analogReference().
• Reset.Envio o valor LOW para esta linha para resetar o microcontrolador. Tipicamente usado para adcionar um botão de de reset para shileds montados sobre a placa original.

Veja também mapeando entre os pinos do Arduino e as portas do ATmega 168e referência do ATmega328.

Comunicação

O Arduino Ethernet possui uma série de facilidades para se comunicar com um computador, outro Arduino, ou outros microcontroladores.

Uma biblioteca de SoftwareSerialpermite comunicação serial em qualquer dos pinos digitais do Arduino Ethernet.

O ATmega328 também suporta comunicação I²C (TWI) e SPI. O software do Arduino inclui uma biblioteca Wire para simplificar o uso do bus I²C, veja a documentaçãopara mais detalhes. Para comunicação SPI utilize a biblioteca SPI.

Esta placa também pode se conectar a uma rede cabeada via Ethernet. Quando utilizando esta conexão você deverá fornecer endereços IP e MAC. A biblioteca Etherneté totalmente suportada.

O leitor de cartões microSD é acessível através da biblioteca SD. Quando utilizando esta biblioteca o SS está no pino 4.

Programação

É possível programar o Arduino Ethernet de dois modos: através do conector serial de 6 pinos ou com um programador ISP externo.

O conector serial de 6 pinos é compatível com os cabos FTDI e com as placas FTDI da SparkFun e da Adafruit incluindo também o Conversor Arduino USB para seria. Ele suporta o reset automático permitindo que programas sejam enviados sem a necessidade de pressionar o botão de reset. Quando conecatdo a um adaptador USB o Arduino Ethernet será alimentado por este adaptador.

Você também pode programar o Arduino Ethernet com um programador externo como um AVRISP mkII ou USBTinyISP. Para configurar o ambiente para gravar com um programador siga estas instruções. Entretanto isto apagará o bootloader.

Todos os exemplos de programas com Ethernet funcionam como o fariam com o Ethernet Shield. Esteja seguro de alterar as configurações de rede para as da rede que estiver utilizando.

Características físicas

A largura e o comprimento máximos do PCB do Uno são 68,58 e 53,34mm respectivamente (2,7" x 2,1"), com os conectores USB e de alimentação extendendo-se além destas dimensões. Quatro orifícios para parafusos permitem que a placa seja fixada a uma superfície ou encapsulamento. Verifique que a distância entre os pinos digitais 7 e 8 é de 160mil (milésimos de polegada ou 0,16"), não é nem mesmo um múltiplo dos 100mil que separam os outros pinos.

Configuração

Com esta placa você necessitará substituir o arquivo boards.txt no seu diretório Arduino. (Arduino-00xx->hardware->arduino) por esta versão que também o Mega ADK: boards.txt